2020版高考物理大一轮复习第七章静电场第2讲电场能的性质学案

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1、第2讲 电场能的性质[考试标准]知识内容考试要求说明电势能和电势c1.不要求用等势面去推断电场的强弱和方向.2.不要求知道电场强度的方向就是电势降低最快的方向.3.不要求计算感应电荷的场强和静电力.4.不要求应用“处于静电平衡的导体是等势体”的知识解决有关问题.电势差c电势差与电场强度的关系c静电现象的应用b一、电场力做功与电势能1.电场力做功(1)特点:电场力做功和路径无关,只与电荷量和电荷移动过程始、末位置间的电势差有关.(2)计算方法:①W=qEd,只适用于匀强电场,其中d为带电体沿电场线方向的位移.②WAB=qUAB,适用于任何形式的电场.2.电势能(

2、1)定义:电荷在电场中某点的电势能,等于把它从该点移动到零势能位置时静电力所做的功.(2)静电力做功与电势能变化的关系静电力做的功等于电势能的减少量,WAB=EpA-EpB.(3)电势能的相对性:电势能是相对的,通常把电荷在离场源电荷无穷远处的电势能规定为零,或把电荷在地球表面的电势能规定为零.自测1 关于静电力做功和电势能的理解,下列说法正确的是(  )A.静电力做功与重力做功相似,均与路径无关B.正电荷具有的电势能一定是正的,负电荷具有的电势能一定是负的C.静电力做正功,电势能一定增加D.静电力做功为零,电荷的电势能也为零答案 A二、电势与等势面1.电势(

3、1)定义式:φ=.(2)标矢性:电势是标量,其大小有正负之分,其正(负)表示该点电势比电势零点高(低).(3)相对性:电势具有相对性,同一点的电势因电势零点选取的不同而不同.2.等势面的特点(1)等势面一定与电场线垂直,即跟场强的方向垂直.(2)在同一等势面上移动电荷时电场力不做功.(3)电场线总是从电势高的等势面指向电势低的等势面.自测2 关于静电场的等势面,下列说法正确的是(  )A.两个电势不同的等势面可能相交B.电场线与等势面处处相互垂直C.同一等势面上各点电场强度一定相等D.将一负的试探电荷从电势较高的等势面移至电势较低的等势面,电场力做正功答案 B

4、解析 在静电场中,两个电势不同的等势面不会相交,选项A错误;电场线与等势面一定相互垂直,选项B正确;同一等势面上的电场强度可能相等,也可能不相等,选项C错误;将一负的试探电荷从电势较高的等势面移至电势较低的等势面,电场力做负功,选项D错误.三、电势差1.定义式UAB=.2.电势差与电势的关系UAB=φA-φB.3.影响因素电势差UAB由电场本身的性质决定,与移动的电荷q及电场力做的功WAB无关,与电势零点的选取无关.4.匀强电场中电势差与电场强度的关系电势差与场强的关系式:U=Ed,其中d为电场中两点间沿电场线方向的距离.自测3 (多选)关于电势差的计算公式,

5、下列说法正确的是(  )A.电势差的公式UAB=说明两点间的电势差UAB与电场力做功WAB成正比,与移动电荷的电荷量q成反比B.把正电荷从A点移动到B点电场力做正功,则有UAB>0C.电势差的公式UAB=中,UAB与移动电荷的电荷量q无关D.电场中A、B两点间的电势差UAB等于把正电荷q从A点移动到B点时电场力所做的功答案 BC命题点一 电势能和电势 电势差1.电势能增、减的判断方法(1)做功判断法:电场力做正功,电势能减小;电场力做负功,电势能增加.(2)公式法:由Ep=qφ将q、φ的大小、正负号一起代入公式.(3)能量守恒法:在电场中,若只有电场力做功,电

6、荷的动能和电势能相互转化,动能增大,电势能减小;动能减小,电势能增大.2.电势高低常用的两种判断方法(1)依据电场线的方向:沿电场线方向电势逐渐降低.(2)依据电势能的高低:正电荷在电势能大处电势较高,负电荷在电势能大处电势较低.例1 (2018·浙江11月选考·6)等量异种电荷的电场线如图1所示,下列表述正确的是(  )图1A.a点的电势低于b点的电势B.a点的场强大于b点的场强,方向相同C.将一负电荷从a点移到b点电场力做负功D.负电荷在a点的电势能大于在b点的电势能答案 C解析 沿电场线方向电势降低,a点的电势高于b点的电势,A错误;电场线的疏密表示电场

7、强弱,故a点场强大于b点场强,且方向不同,B错误;负电荷的受力方向与场强方向相反,所以将一负电荷从a点移到b点电场力做负功,电势能增大,负电荷在a点的电势能小于在b点的电势能,C正确,D错误.变式1 (2016·浙江10月选考·8)如图2为某一电场的电场线,M、N、P为电场线上的三个点,M、N是同一电场线上的两点.下列判断正确的是(  )图2A.M、N、P三点中N点的场强最大B.M、N、P三点中N点的电势最高C.负电荷在M点的电势能大于在N点的电势能D.正电荷从M点自由释放,电荷将沿电场线运动到N点答案 A解析 同一电场中,电场线的疏密反映了电场的强弱,所以N

8、点场强最大,选项A正确.顺着电场线的方

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